一种磷酸酯化合物及其制备方法和应用与流程

本发明涉及一种磷酸酯化合物及其制备方法和应用，涉及电池。

背景技术：

1、随着电池应用范围的急剧增加，人们对电池的性能也提出了更高的要求。电解液作为电池的重要组成部分之一，是影响电池综合性能的关键因素。在电池首次充放电过程中，电解液在正负极表面会形成一层具有良好离子导电性和电子绝缘性的固体电解质界面膜(sei膜)，sei膜的化学组成和结构直接影响电池的综合性能。在电解液中添加不同类型的添加剂并优化添加剂的含量，已经成为优化sei膜和改善电池性能最便利快捷的方法。

2、温度对电池的充放电性能影响最大，以锂离子电池为例，其正常工作温度范围为0-40℃，低温环境会降低锂离子的活性，内阻增大，电池放电能力变弱，使用时间缩短。高温环境会破坏电池内的化学平衡，导致副反应，电池材料的性能退化，电池循环寿命也将大大缩短；但是，伴随电池使用场景的增多，如何优化电池的高低温性能，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明提供一种磷酸酯化合物及其制备方法，用于提高电池的高低温性能。

2、本发明还提供一种包括上述磷酸酯化合物的电解液和电池。

3、本发明第一方面提供一种磷酸酯化合物，所述磷酸酯化合物具有如式1所示的结构：

4、

5、式1中，r1、r3独立的选自苯基、c1-c10的饱和烃基、c2-c10的烯烃基、c2-c10的炔烃基、c1-c10的卤代饱和烃基、c2-c10的卤代烯烃基、c2-c10的卤代炔烃基中的一种；

6、r2选自单键、苯基、c1-c10的饱和烃基、c2-c10的烯烃基、c2-c10的炔烃基、c1-c10的卤代饱和烃基、c2-c10的卤代烯烃基、c2-c10的卤代炔烃基；

7、r4选自氢、苯基、c1-c10的饱和烃基、c2-c10的烯烃基、c2-c10的炔烃基、c1-c10的卤代饱和烃基、c2-c10的卤代烯烃基、c2-c10的卤代炔烃基。

8、在一种具体实施方式中，r1、r3独立的选自c1-c10的饱和烃基、c1-c10的卤代饱和烃基、苯基中的一种。

9、在一种具体实施方式中，r2选自单键、c1-c10的饱和烃基、苯基中的一种。

10、本发明第二方面提供上述任一所述的磷酸酯化合物的制备方法，包括如下步骤：

11、将第一化合物和第二化合物进行缩合反应，反应结束后得到的所述磷酸酯化合物，所述第一化合物具有如式2所示的结构，所述第二化合物具有如

12、式3所示的结构：

13、

14、式2中，x为卤素；

15、

16、式3中，r1、r3独立的选自苯基、c1-c10的饱和烃基、c2-c10的烯烃基、c2-c10的炔烃基、c1-c10的卤代饱和烃基、c2-c10的卤代烯烃基、c2-c10的卤代炔烃基中的一种；

17、r2选自单键、苯基、c1-c10的饱和烃基、c2-c10的烯烃基、c2-c10的炔烃基、c1-c10的卤代饱和烃基、c2-c10的卤代烯烃基、c2-c10的卤代炔烃基；

18、r4选自氢、苯基、c1-c10的饱和烃基、c2-c10的烯烃基、c2-c10的炔烃基、c1-c10的卤代饱和烃基、c2-c10的卤代烯烃基、c2-c10的卤代炔烃基。

19、在一种具体实施方式中，所述第一化合物和第二化合物的摩尔比为(1-1.5)：1。

20、在一种具体实施方式中，所述缩合反应的温度为30-105℃。

21、在一种具体实施方式中，所述缩合反应时间为6-20h。

22、在一种具体实施方式中，所述缩合反应在有机溶剂存在下进行，所述有机溶剂选自乙酸乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯中的一种或多种。

23、本发明第三方面提供一种电解液，包括上述任一所述的磷酸酯化合物，或者上述任一所述的制备方法制备得到的磷酸酯化合物。

24、本发明第四方面提供一种电池，包括上述电解液。

25、本发明提供一种磷酸酯化合物，一方面其作为一种易氧化还原的物质，能够在正负极表面成膜，有助于形成更为致密且稳定的界面膜；另一方面，其具有的三维骨架结构在成膜过程中能构筑空腔通道，提高sei膜的孔隙率，有利于提高离子的传输效率，减少温度对离子传输效率的影响，提高电池的高低温性能。

技术特征：

1.一种磷酸酯化合物，其特征在于，所述磷酸酯化合物具有如式1所示的结构：

2.根据权利要求1所述的磷酸酯化合物，其特征在于，r1、r3独立的选自c1-c10的饱和烃基、c1-c10的卤代饱和烃基、苯基中的一种。

3.根据权利要求1所述的磷酸酯化合物，其特征在于，r2选自单键、c1-c10的饱和烃基、苯基中的一种。

4.权利要求1-3任一项所述的磷酸酯化合物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述第一化合物和第二化合物的摩尔比为(1-1.5)：1。

6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述缩合反应的温度为30-105℃。

7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述缩合反应时间为6-20h。

8.根据权利要求4-7任一项所述的制备方法，其特征在于，所述缩合反应在有机溶剂存在下进行，所述有机溶剂选自乙酸乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯中的一种或多种。

9.一种电解液，其特征在于，包括权利要求1-3任一项所述的磷酸酯化合物，或者权利要求4-8任一项所述的制备方法制备得到的磷酸酯化合物。

10.一种电池，其特征在于，包括权利要求9所述的电解液。

技术总结
本发明提供一种磷酸酯化合物及其制备方法和应用。本发明第一方面提供一种磷酸酯化合物，具有如式1所示的结构。本发明提供的磷酸酯化合物，一方面其作为一种易氧化还原的物质，能够在正负极表面成膜，有助于形成更为致密且稳定的界面膜；另一方面，其具有的三维骨架结构在成膜过程中能构筑空腔通道，提高SEI膜的孔隙率，有利于提高离子的传输效率，减少温度对离子传输效率的影响，提高电池的高低温性能。

技术研发人员：秦小康,刘杜,杨书武,付相敏
受保护的技术使用者：广州天赐高新材料股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15